CN116279333B - 一种无人驾驶有轨车辆的安全停车系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无人驾驶有轨车辆的安全停车系统，包括急停连锁机构和电控系统。急停连锁机构包括手刹拉杆、左转轴杆、右转轴杆、左阻尼轴盘、右阻尼轴盘、左开关连杆、右开关连杆、停车开关。左阻尼轴盘和右阻尼轴盘的底部固定在车体侧面的左右两个固定点上，左转轴杆的中间部分与左阻尼轴盘转动连接，左转轴杆的一端与左开关连杆的一端连接，另一端与手刹拉杆的一端连接；右转轴杆的中间部分与右阻尼轴盘转动连接，右转轴杆的一端与右开关连杆的一端连接，另一端与手刹拉杆的另一端连接；停车开关的左右两端分别与左开关连杆和右开关连杆的另一端连接；急停连锁机构的停车开关与电控系统连接。能够实现无人驾驶有轨车辆的安全停车。

Description

一种无人驾驶有轨车辆的安全停车系统

技术领域

本发明涉及冶金设备技术领域，尤其涉及一种无人驾驶有轨车辆的安全停车系统。

背景技术

冶金车辆例如雷罐车、钢包车、钢卷车、物料区间运输车等，运输物多为几十吨、上百吨的物料，常采用有轨轨道运输，机车牵引。近年来随着新能源、智能制造领域的科技进步，原机车牵引的方式正逐步被自驱动无人驾驶方式替代，更加灵活高效，预期未来将成为企业标配。

目前无人驾驶有轨车辆紧急停车多为遥控器操作或车上急停按钮操作。遥控器操作存在距离限制；车上急停按钮需要人登上车辆或到特定位置操作，存在操作风险。

发明内容

为了解决背景技术中的技术问题，本发明提供了一种无人驾驶有轨车辆的安全停车系统，能够实现无人驾驶有轨车辆的安全停车。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种无人驾驶有轨车辆的安全停车系统，包括急停连锁机构和电控系统。

所述的急停连锁机构包括手刹拉杆、左转轴杆、右转轴杆、左阻尼轴盘、右阻尼轴盘、左开关连杆、右开关连杆、停车开关。左阻尼轴盘和右阻尼轴盘的底部固定在所述有轨车辆的车体侧面的左右两个固定点上，左转轴杆的中间部分与左阻尼轴盘转动连接，左转轴杆的一端与左开关连杆的一端连接，另一端与手刹拉杆的一端连接；右转轴杆的中间部分与右阻尼轴盘转动连接，右转轴杆的一端与右开关连杆的一端连接，另一端与手刹拉杆的另一端连接；所述停车开关的左右两端分别与左开关连杆和右开关连杆的另一端连接，连接后的左开关连杆和右开关连杆与手刹拉杆保持平行；急停连锁机构的停车开关与电控系统连接，由所述电控系统控制所述有轨车辆进行安全停车。

进一步地，所述的停车开关包括壳体和壳体内的转盘、弯杆、弹力连接杆、机械自锁定装置；壳体固定在所述有轨车辆的车体上，转盘中心与壳体连接，转盘中心还套装有齿轮；左右两个弯杆的前端通过弹力连接杆连接成环形，环形内部的一侧设有齿条，与转盘中心的齿轮啮合，左右两个弯杆的末端分别与左开关连杆和右开关连杆连接，机械自锁定装置安装在转盘上。

进一步地，所述的机械自锁定装置包括左右两个柱塞、导向滑道和复位按钮，导向滑道固定在壳体内侧，且位于转盘圆周上方，左右两个柱塞下端插入转盘，上端位于导向滑道内，左右两个柱塞的下端与转盘之间还设置有弹簧，复位按钮安装在停车开关壳体外部，安装部位的壳体设有对应的复位按钮开口，且安装位置与导向滑道中心位置对应；当转盘带动左右两个柱塞转动至其中一个柱塞位于导向滑道中心时，此柱塞弹出壳体的复位按钮开口处，起到机械自锁定作用，需要通过按下复位按钮进行复位。

进一步地，所述的停车开关还包括电气信号触头，电气信号触头包括信号动触头和信号静触头，信号动触头固定在机械自锁定装置的下端，信号静触头设置在信号动触头下方，信号动触头和信号静触头通过内部绝缘导线连接停车开关壳体内部的接线端子。

进一步地，所述的停车开关还设有指示标牌，所述的指示标牌固定在壳体内转盘圆周上，壳体与其中心对应的位置设有透明窗口。

进一步地，所述左阻尼轴盘和右阻尼轴盘还设有内部弹簧，并且在左阻尼轴盘和右阻尼轴盘的上表面设有以圆心为中心的垂直方向及左右两个倾斜方向的凹槽。

进一步地，所述左转轴杆和右转轴杆的下部具有向车体外侧的弯曲弧度。

进一步地，所述的手刹拉杆中间设有长度调节紧箍。

进一步地，所述的电控系统包括车上控制箱，车上控制箱内部安装有所述有轨车辆的驱动装置和制动装置的控制阀门，停车开关与所述有轨车辆的驱动装置和制动装置的控制阀门电气连接。

进一步地，所述的电控系统包括车上紧急制动控制箱，车上紧急制动控制箱内部安装有无线通讯模块，停车开关还与车上紧急制动控制箱的无线通讯模块，并通过无线通讯模块与厂区机车控制平台通讯连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)本发明的急停连锁机构安装在无人驾驶有轨车辆上，当左右拉动手刹拉杆时，左右转轴杆以阻尼轴盘为中心转动，反向传动给左右开关连杆，左右开关连杆机械触发停车开关，实现无人驾驶有轨车辆的安全停车；

2)停车开关有机械自锁定功能，需手动复位；

3)本发明的电控系统通过停车开关的机械触点及无线通讯信号，作用于无人驾驶车辆的传动机构、刹车机构，多重连锁，完成车辆在紧急状态下的安全停车，避免事故扩大化。

附图说明

图1是本发明在无人驾驶有轨车辆上的安装结构示意图；

图2是本发明的急停连锁机构的结构主视图；

图3是本发明的急停连锁机构的结构侧视图；

图4是本发明的停车开关的外部结构图；

图5是本发明的停车开关的内部结构图；

图6是本发明的停车开关的内部结构侧视图；

图7是本发明的电气控制结构图；

图8是本发明的车上控制箱电气结构图；

图9是本发明的车上紧急制动控制箱箱电气结构图。

图中：1-有轨车辆的车体 2-急停连锁机构 3-挡板 4-车上电控箱 5-电气配线管6-车上紧急制动控制箱 7-手刹拉杆 8-左阻尼轴盘 9-右阻尼轴盘 10-左转轴杆11-右转轴杆 12-停车开关 13-左开关连杆 14-右开关连杆 15-长度调节紧箍 16-长度调节螺母17-停车开关的壳体 18-固定螺栓 19-转盘 20-齿轮 21-弹力连接杆 22-弯杆 23-螺纹24-防尘填充 25-导向滑道 26-柱塞 27-复位按钮 28-中轴螺栓 29-指示标牌 30-透明窗口 31-信号电缆 32-转盘活动轴 33-内部端子 34-弹簧 35-瓷绝缘连杆 36-信号动触头(铜)37-信号静触头(铜)38-触头弹簧 39-内部绝缘导线40-活动轴 41-阻尼轴盘活动轴42-内部弹簧 43-凹槽 44-定位圆盘。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，本发明的无人驾驶有轨车辆的安全停车系统，包括急停连锁机构2和电控系统，急停连锁机构2安装在无人驾驶有轨车辆的车体1侧面，两侧还可根据需要设置挡板3。电控系统包括车上部分的车上电控箱4和车上制动箱6。

如图2-6所示，本发明的急停连锁机构2包括手刹拉杆7、左阻尼轴盘8、右阻尼轴盘9、左转轴杆10、右转轴杆11、左开关连杆13、右开关连杆14和停车开关12。

左阻尼轴盘8和右阻尼轴盘9的底部固定在所述有轨车辆的车体1侧面的左右两个固定点上，左转轴杆10的中间部分与左阻尼轴盘8转动连接，左转轴杆10的一端与左开关连杆13的一端连接，另一端与手刹拉杆7的左端连接；右转轴杆11的中间部分与右阻尼轴盘9转动连接，右转轴杆11的一端与右开关连杆14的一端连接，另一端与手刹拉杆7的右端连接。

所述停车开关12布置在手刹拉杆7的上方(或下方)，其左右两端分别与左开关连杆13和右开关连杆14的另一端连接，连接后的左开关连杆13和右开关连杆14与手刹拉杆7保持平行。

所述的停车开关12包括壳体17和壳体17内的转盘19、弯杆22、弹力连接杆21，壳体17的上下两端通过螺栓18固定在所述有轨车辆的车体1上，壳体17中心固定有中轴螺栓28，转盘19中心设有空心的转盘活动轴32，空心的转盘活动轴32套在壳体17中心的中轴螺栓28上，使转盘19能够绕其中心转动，转盘19的中心还套装有齿轮20，齿轮20为半齿结构(上侧或下侧有齿)，左右两个弯杆22的前端通过两个弹力连接杆21连接成环形，环形内部的上侧(或下侧)设有齿条，与转盘19中心的半齿齿轮20啮合，左右两个弯杆22的末端分别与左开关连杆13和右开关连杆14连接。当左开关连杆13和右开关连杆14带动左右两个弯杆22向左或向右拉动时，通过齿轮20带动转盘19转动。

所述的停车开关12还包括机械自锁定装置，所述的机械自锁定装置安装在转盘19上，包括左右两个柱塞26、导向滑道25和复位按钮27，导向滑道25为圆弧形，设置转盘19圆周上方，导向滑道25上端固定在壳体17上盖下端，左右两个柱塞26下端插入转盘19，上端位于导向滑道25内，左右两个柱塞26的下端与转盘19之间还设置有弹簧34，左右两个柱塞26的下端还设有定位圆盘44，通过弹簧34的弹力使转盘19卡在弹簧34与定位圆盘44之间，复位按钮27安装在停车开关12壳体17外部，安装部位的壳体17设有对应的复位按钮27开口，且安装位置与导向滑道25中心位置对应；当转盘19带动左右两个柱塞26转动至其中一个柱塞26位于导向滑道25中心时，此柱塞26弹出壳体17的复位按钮27开口处，起到机械自锁定作用，需要通过按下复位按钮27进行复位。复位按钮27按下后手动保持，松手后由于弹簧力按钮弹回。

所述的左阻尼轴盘8和右阻尼轴盘9均为圆形，其圆心部位设有阻尼轴盘活动轴41，左转轴杆10和右转轴杆11的中间部分开孔，套在阻尼轴盘活动轴41上，使左转轴杆10和右转轴杆11能够以左阻尼轴盘8和右阻尼轴盘9的圆心为中心进行左右转动。

还可以对左阻尼轴盘8和右阻尼轴盘9进一步的设计，在阻尼轴盘活动轴41下端套装内部弹簧42，在左阻尼轴盘8和右阻尼轴盘9上盖增加以圆心为中心的垂直方向及左右两个倾斜方向的凹槽43，凹槽43边缘设有导向弧，凹槽43可以卡住左转轴杆10和右转轴杆11，当左转轴杆10和右转轴杆11转动时，左转轴杆10和右转轴杆11从凹槽43边缘滑出凹槽43，压下内部弹簧42，转轴杆与车体1距离保持不变。在停车开关12停车锁定后，左转轴杆10和右转轴杆11滑进倾斜方向的凹槽43内，急停连锁机构2机械结构动作后保持。

所述的停车开关12还设有指示标牌29，所述的指示标牌29固定在壳体17内转盘19圆周上，壳体17与其中心对应的位置设有透明窗口30。指示标牌29为圆弧形，中心标有OFF，两侧标有ON，指示标牌29随转盘19转动时，透明窗口30露出的标识随之变动。

所述左转轴杆10和右转轴杆11的下部具有向车体1外侧的弯曲弧度。从阻尼轴盘以下为外弧，使人拉动手刹拉杆7时有足够的操作空间。

手刹拉杆7为空心钢管，适宜手握，左开关连杆13、右开关连杆14为半圆钢，整体配重相近，车辆起停时，由于配重及左阻尼轴盘8和右阻尼轴盘9垂直方向的凹槽43卡阻，不产生晃动。

所述的手刹拉杆7中间设有长度调节紧箍15。所述的左开关连杆13、右开关连杆14的中间均设有长度调节螺母16。随车体1的实际长度调整手刹连杆7、左开关连杆13、右开关连杆14长度，减少定制麻烦。

所述的停车开关12还包括电气信号触头，电气信号触头包括信号动触头36和信号静触头37，信号动触头36固定在机械自锁定装置的柱塞26下端，并且，在柱塞26与信号动触头36之间设有瓷绝缘连杆35，用于电气绝缘。信号静触头37通过支架固定在转盘19底部，并位于信号动触头36下方，信号动触头36和信号静触头37通过内部绝缘导线39连接停车开关12壳体17内部的接线端子33。机械式无源触点，触点随柱塞26转动弹出和复位实现开合。

如图7-9所示，所述的电控系统包括车上控制箱4、车上紧急制动控制箱6，停车开关12通过信号电缆31与车上电控箱4连接。车上控制箱4内部安装有所述有轨车辆的驱动控制单元及与其连接的逆变器(用于驱动机车电机)和制动装置的控制阀门(用于控制机车制动阀块)。车上控制箱4外部安装紧急制动控制箱6，车上紧急制动控制箱6内部安装有控制单元及与其连接的无线通讯模块，停车开关12的电气信号触头通过信号电缆31与所述有轨车辆的逆变器和制动装置的控制阀门电气连接，停车开关12还与车上紧急制动控制箱6的控制单元连接，控制单元连接无线通讯模块，并通过无线通讯模块与厂区机车控制平台通讯连接。

本发明的工作原理解释如下：

紧急停车时，左右拉动手刹拉杆7时，左转轴杆10、右转轴杆11以左阻尼轴盘8和右阻尼轴盘9为圆心转动，反向传动给左开关连杆13、右开关连杆14，左开关连杆13、右开关连杆14机械触发停车开关12。停车开关12内转盘19在开关连杆的带动下转动，柱塞26随转盘19在导向滑道25内转动至复位开关27的开口处时，柱塞26弹出并锁定，同时还可以利用左阻尼轴盘8和右阻尼轴盘9的斜向凹槽43卡住左转轴杆10和右转轴杆11，使安全停车装置2机械结构动作后保持，指示标牌29转动后在透明窗口30中显示为ON状态，信号动触头36和信号静触头37在柱塞弹出后为电路断开状态。

解锁时，按住复位按钮27，复位按钮27触杆向下动作顶住内部柱塞26，克服柱塞26弹簧34作用力，同时拉动手刹连杆7，机械结构恢复到指示标牌29的中间OFF状态，。信号动触头36和信号静触头37在柱塞复位后为电路接通状态。

紧急停车时，停车开关12电气信号触头为断开状态，有轨车辆的驱动装置(逆变器)接到信号后停止驱动，由制动装置(制动阀块)进行制动。解锁后，停车开关12电气信号触头为接通状态，制动装置断开，驱动装置(手动或自动)重新启动。

以上实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于上述的实施例。上述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

Claims (7)

1.一种无人驾驶有轨车辆的安全停车系统，其特征在于，包括急停连锁机构和电控系统；

所述的急停连锁机构包括手刹拉杆、左转轴杆、右转轴杆、左阻尼轴盘、右阻尼轴盘、左开关连杆、右开关连杆、停车开关；

左阻尼轴盘和右阻尼轴盘的底部固定在所述有轨车辆的车体侧面的左右两个固定点上，左转轴杆的中间部分与左阻尼轴盘转动连接，左转轴杆的一端与左开关连杆的一端连接，另一端与手刹拉杆的一端连接；右转轴杆的中间部分与右阻尼轴盘转动连接，右转轴杆的一端与右开关连杆的一端连接，另一端与手刹拉杆的另一端连接；所述停车开关的左右两端分别与左开关连杆和右开关连杆的另一端连接，连接后的左开关连杆和右开关连杆与手刹拉杆保持平行；急停连锁机构的停车开关与电控系统连接，由所述电控系统控制所述有轨车辆进行安全停车；

所述的停车开关包括壳体和壳体内的转盘、弯杆、弹力连接杆、机械自锁定装置；壳体固定在所述有轨车辆的车体上，转盘中心与壳体连接，转盘中心还套装有齿轮；左右两个弯杆的前端通过弹力连接杆连接成环形，环形内部的一侧设有齿条，与转盘中心的齿轮啮合，左右两个弯杆的末端分别与左开关连杆和右开关连杆连接，机械自锁定装置安装在转盘上；

所述的机械自锁定装置包括左右两个柱塞、导向滑道和复位按钮，导向滑道固定在壳体内侧，且位于转盘圆周上方，左右两个柱塞下端插入转盘，上端位于导向滑道内，左右两个柱塞的下端与转盘之间还设置有弹簧，复位按钮安装在停车开关壳体外部，安装部位的壳体设有对应的复位按钮开口，且安装位置与导向滑道中心位置对应；当转盘带动左右两个柱塞转动至其中一个柱塞位于导向滑道中心时，此柱塞弹出壳体的复位按钮开口处，起到机械自锁定作用，需要通过按下复位按钮进行复位；

所述左阻尼轴盘和右阻尼轴盘还设有内部弹簧，并且在左阻尼轴盘和右阻尼轴盘的上表面设有以圆心为中心的垂直方向及左右两个倾斜方向的凹槽。

2.根据权利要求1所述的一种无人驾驶有轨车辆的安全停车系统，其特征在于，所述的停车开关还包括电气信号触头，电气信号触头包括信号动触头和信号静触头，信号动触头固定在机械自锁定装置的下端，信号静触头设置在信号动触头下方，信号动触头和信号静触头通过内部绝缘导线连接停车开关壳体内部的接线端子。

3.根据权利要求1所述的一种无人驾驶有轨车辆的安全停车系统，其特征在于，所述的停车开关还设有指示标牌，所述的指示标牌固定在壳体内转盘圆周上，壳体与其中心对应的位置设有透明窗口。

4.根据权利要求1所述的一种无人驾驶有轨车辆的安全停车系统，其特征在于，所述左转轴杆和右转轴杆的下部具有向车体外侧的弯曲弧度。

5.根据权利要求1所述的一种无人驾驶有轨车辆的安全停车系统，其特征在于，所述的手刹拉杆中间设有长度调节紧箍。

6.根据权利要求1所述的一种无人驾驶有轨车辆的安全停车系统，其特征在于，所述的电控系统包括车上控制箱，车上控制箱内部安装有所述有轨车辆的驱动装置和制动装置的控制阀门，停车开关与所述有轨车辆的驱动装置和制动装置的控制阀门电气连接。

7.根据权利要求1所述的一种无人驾驶有轨车辆的安全停车系统，其特征在于，所述的电控系统包括车上紧急制动控制箱，车上紧急制动控制箱内部安装有无线通讯模块，停车开关还与车上紧急制动控制箱的无线通讯模块，并通过无线通讯模块与厂区机车控制平台通讯连接。